목재수축 (Wood Shrinkage)
쉽게 풀면
목재가 건조되면서 수분이 빠져나가 부피나 치수가 줄어드는 현상입니다. 젖은 빨래가 마르면서 크기가 살짝 줄어드는 것처럼, 목재도 함수율이 섬유포화점 아래로 떨어지면 수축이 시작됩니다. 방향(길이, 폭, 두께)마다 수축률이 달라 뒤틀림이나 갈라짐의 원인이 되기도 합니다.
왜 중요한가
섬유포화점 이하로 함수율이 감소하면서 치수가 줄어드는 현상을 이해하는 것이 목재 가공과 시공 시 발생하는 치수 변화를 예측하고 대응하는 데 중요해, 목재과학에서 다뤄집니다. 수축률 자료는 목재 제품의 최종 치수를 예측해 생재 상태에서 어느 정도 여유 치수로 제재해야 하는지 결정하는 데 쓰입니다. 수축률 자료는 목조 주택의 벽체나 마루 시공 시 이음매 간격을 설계하는 데 실무적으로 반영됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
목재는 마를 때 방향마다 줄어드는 정도가 다른데, 한 방향이 다른 방향보다 두 배 정도 더 많이 줄었다는 결과이다.
목재 수축의 이방성을 고려하지 않고 설계하면 건조 후 접합부에 틈이 생기거나 마감재가 뒤틀리는 문제가 발생할 수 있어, 목재 가공 설계 단계에서부터 반영해야 한다.
조금 더 깊게 보면
수축률은 방향(섬유방향, 방사방향, 접선방향)에 따라 크게 달라 이방성 수축이라 불리며, 이러한 방향별 차이가 뒤틀림 등 건조결함의 주요 원인이 됩니다. 수축은 섬유포화점 이하에서만 나타나므로 생재 상태에서는 함수율이 변해도 치수가 거의 달라지지 않는다는 점을 놓치기 쉽습니다. 수축률 자료는 대개 소형 시편으로 측정되어, 실제 대형 부재에 적용할 때는 옹이나 갈라짐 같은 결점의 영향을 별도로 고려해야 한다. 수축률은 온도보다 함수율 변화 자체에 더 민감하게 반응하므로, 온도 조건이 같아도 함수율 변화 폭이 크면 수축도 크게 나타난다.
주의할 점
목재수축은 방향에 따라 크기가 다른 이방성 특성을 가지므로, 등방성 재료처럼 단순 비례로 계산해서는 안 된다.
목재수축은 방향에 따라 크기가 다른 이방성 특성을 가지므로 등방성 재료처럼 단순 비례로 계산해서는 안 된다. 수축률 실험 결과를 인용할 때는 시편의 함수율 측정 시점을 명확히 밝혀야 다른 연구와 혼동되지 않는다.